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作者：茆杨西南大学

学位级别：硕士

西南岩溶槽谷区作为中国典型的岩溶分区,属于我国重要的生态脆弱区和安全屏障区,而岩溶地区植被作为全球植被的重要组成部分,一直是研究热点领域,因此对西南岩溶槽谷区植被的时空变化及其驱动因素的研究,有助于揭示西南岩溶槽谷区植被... 详细信息

西南岩溶槽谷区作为中国典型的岩溶分区,属于我国重要的生态脆弱区和安全屏障区,而岩溶地区植被作为全球植被的重要组成部分,一直是研究热点领域,因此对西南岩溶槽谷区植被的时空变化及其驱动因素的研究,有助于揭示西南岩溶槽谷区植被变化的驱动机制,对岩溶槽谷区生态管理以及相应政策的提出具有一定的实践价值和应用前景。本研究基于近20年西南岩溶槽谷区植被NDVI与NPP数据,结合气候因子、土地利用、DEM、坡度、树轮BAI以及隧道分布数据,分析了西南岩溶槽谷区植被NDVI与NPP变化的驱动因素,并由点到面的分析隧道建设对西南岩溶槽谷区植被NDVI与NPP的影响,得出了以下结论:(1)近20年来,西南岩溶槽谷区植被NDVI与NPP总体上呈现出增长趋势,其中NDVI显著增长,年均增长量为0.0027 a(p<0.01),而NPP呈现出波动增长趋势,年均增长量为0.6533 g C m a。从像元尺度上分析NDVI与NPP的变化结果显示,西南岩溶槽谷区89.96%的区域NDVI表现为增长趋势,下降区域仅占10.04%,增长区域远高于下降区域,而NPP的增长和下降区域分别占比59.78%和40.22%,增长区域略高于下降区域。不同岩性下NDVI与NPP变化提取结果显示,NDVI与NPP的变化情况不一致,在非岩溶区,NDVI与NPP的增长区域占比分别为83.96%和59.78%,两者均大于下降区域。岩溶区NDVI增长区域高于非岩溶区,占比为88.96%。而岩溶区NPP的增长区域面积小于非岩溶区,占比为52.22%,其中白云岩区、白云岩与灰岩互层区增长的区域占比低于下降区域。(2)对西南岩溶槽谷区植被NDVI与NPP变化的影响因素分析结果显示,NDVI与气候因子相关性存在显著的区域差异,NDVI与温度显著负相关区域主要为温度下降区域,而NDVI与降水正相关的区域主要为降水增长的区域,负相关区域主要为降水下降区域。NDVI与日照时数正相关区域为日照时数增长区域,集中在槽谷北部,负相关区域为日照时数下降区域,集中在槽谷南部。岩溶地区具有土层薄、蓄水能力弱的特点,温度持续升高和降水减少会影响到植被的可用水量,而日照时数的减少会阻碍植被的光合作用。NPP与温度、降水以及日照时数均为正相关关系,其中NPP与日照时数的相关系数最高,NPP与日照时数正相关区域、NPP下降区域以及日照时数下降区域三者分布高度重合。而土地利用对NDVI与NPP的影响表现为,当耕地、林地和草地向城市用地的转化时,NDVI表现为下降趋势,当耕地、林地和草地向城市用地的转换会造成NPP总量减少,分别减少0.0597 Tg C、0.0315 Tg C、0.0007 Tg C。残差分析的结果表明,西南岩溶槽谷区人类活动对植被NDVI、NPP的影响力持续增强,在人类活动影响下西南岩溶槽谷区NDVI与NPP持续增长。对西南岩溶槽谷区植被NDVI与NPP变化的地理探测结果表明,多个因子的共同作用有着更高的影响力,土地利用和温度因子交互结果的对NDVI的影响力最高,土地利用∩温度=0.4144,解释力在41%以上,而温度与日照时数的因子交互结果对NPP的影响力最高,温度∩日照时数=0.4302,解释力超过43%。(3)通过对中梁山岩溶槽谷轨道6号线隧道的遥感变化的监测结果显示,隧道建设会导致地表自然植被以及地表水面积减少,而需灌溉的土地面积增加。隧道修建过程中其周围1500 m范围内的NDVI值都有所下降,而NPP下降的范围能延伸至2000 m,隧道建设对树木生长的影响表现为当隧道开始建设后其周围0-1500 m范围内的马尾松、香樟树BAI表现出下降趋势,而1500 m以外的区域受到的隧道影响较小。而对西南岩溶槽谷区隧道建设对NDVI与NPP影响的分析结果显示,0-1500 m范围内的NDVI下降区域占比均超过50%以上,下降区域大于增长区域。而在1500 m以外的区域,NDVI下降的区域小于增长的区域。NPP变化情况与NDVI相似,0-2000 m范围内NPP下降区域占比要高于增长区域。此外,本研究还发现0-1500 m范围内的植被NDVI表现出距隧道越近其平均值和趋势值越低,而距隧道越远则值越高的特征。而隧道建设对植被NPP也有同样的影响,0-2000 m内平均NPP与NPP总量值低于区域平均值,植被NPP表现出距隧道越近NPP平均值和NPP总量越低,而NPP的减少速度也越快。由此表明隧道建设导致了植被NDVI与NPP的下降。

关键词： NDVI NPP 隧道建设西南岩溶槽谷区中梁山岩溶槽谷

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基于地理探测器的西南岩溶槽谷区近20年NDVI变化特征及影响因素

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水土保持学报 2021年第6期35卷 38-44,54页

作者：李晓丽曹敏茆杨西南大学地理科学学院岩溶环境重庆市重点实验室重庆400715

植被覆盖度变化及其与驱动因子关系的研究是开展大规模植被恢复效益评估的基础,而目前对西南槽谷地区植被绿化的时空变化模式及其驱动因素的认识并不明晰,不利于进一步生态建设。基于2000—2018年西南槽谷区NDVI、气温、降雨、DEM、土... 详细信息

植被覆盖度变化及其与驱动因子关系的研究是开展大规模植被恢复效益评估的基础,而目前对西南槽谷地区植被绿化的时空变化模式及其驱动因素的认识并不明晰,不利于进一步生态建设。基于2000—2018年西南槽谷区NDVI、气温、降雨、DEM、土地覆被和人口密度数据,应用线性趋势回归分析和Hurst指数分析等方法以及地理探测器模型,探究了西南槽谷区植被覆盖的时空变化特征和驱动因素,预测未来变化趋势。结果表明:(1)近19年来NDVI范围介于0.79~0.84,总体呈波动上升趋势,岩溶区植被NDVI(0.00317/a)年增长率显著高于非岩溶区(0.00260/a)。(2)Hurst指数分析结果表明,西南槽谷区的植被NDVI主要以上升趋势为主,但其中64.31%在未来呈现退化趋势,植被保护形势较为严峻。(3)岩溶区植被NDVI与温度变化之间存在负相关关系(R=-0.040),而非岩溶区为正相关关系(R=0.013)。残差分析结果表明,人类活动促进89.60%的区域植被NDVI增长。(4)在整个岩溶槽谷地区,土地覆被类型和气温是影响植被NDVI的主要驱动因素,解释率在25%以上,各因子的交互作用明显高于单因子作用。总体来看,人类活动对槽谷区植被恢复具有明显的积极影响。

关键词：归一化植被指数 Hurst指数地理探测器岩溶槽谷区

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近20年来西南地区植被净初级生产力时空变化与影响因素及其对生态工程响应

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生态学报 2022年第7期42卷 2878-2890页

作者：茆杨蒋勇军张彩云乔伊娜吕同汝邱菊西南大学地理科学学院岩溶环境重庆市重点实验室重庆400715

植被净初级生产力(NPP)是研究陆地生态系统中物质和能量转换的重要指标,NPP的空间分布与区域气候、植被生长以及人类活动等因素息息相关,其变化能反映植被群落的生产能力,是生态系统功能和结构变化的重要表征。近20年来,中国西南地区植... 详细信息

植被净初级生产力(NPP)是研究陆地生态系统中物质和能量转换的重要指标,NPP的空间分布与区域气候、植被生长以及人类活动等因素息息相关,其变化能反映植被群落的生产能力,是生态系统功能和结构变化的重要表征。近20年来,中国西南地区植被NPP呈现增长趋势。然而,目前对NPP时空变化格局及潜在原因尚不清楚。因此,利用2001—2018年间MODIS-NPP、岩性、气候、土地利用、造林面积和石漠化治理情况等数据,对西南地区植被NPP的时空变化趋势及其成因进行了分析。结果发现:(1) 2001—2018年间,中国西南地区植被NPP总体呈增长趋势,突变分析结果显示,2012—2018年间NPP的增长速度(5.13 gC m^(-2)a^(-1))比2001—2011年更快(1.78 gC m^(-2)a^(-1)),在两个时段,岩溶区NPP增长速度都高于非岩溶区;(2)对西南地区植被NPP变化与气候因子的相关分析结果显示,2001—2011年与2012—2018年两个时间段内NPP与温度的平均相关性(R=0.19,0.26)要高于NPP与降水的平均相关性(R=0.07,0.05),表明西南地区植被NPP更容易受到温度的影响;(3)对两个时期土地利用变化下NPP总量的变化情况的研究结果显示,2001—2011年期间城市用地面积增加使得NPP总量下降,而2012—2018年未利用地面积增长造成了NPP总量下降;(4)2001—2018年西南地区累计造林面积与NPP存在显著正相关性(R=0.7,P<0.05),说明“退耕还林”工程实施促进了西南地区NPP增长。对石漠化面积统计结果表明,2011年后石漠化面积显著减少,这与NPP的突变点一致,表明石漠化治理对西南地区NPP增长有重要促进作用。

关键词：植被净初级生产力 MODIS 生态工程西南地区

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亚热带岩溶区典型常绿和落叶树种的蒸腾特征及其对环境因子的响应

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生态学报 2022年第3期42卷 1047-1058页

作者：吕同汝蒋勇军吴泽茆杨邱菊吴超西南大学地理科学学院岩溶环境重庆市重点实验室重庆400715

植物蒸腾是水循环的重要组成部分,为了解亚热带岩溶区树木的蒸腾耗水情况,探究气候和水文地质条件对植物蒸腾的影响,运用Granier热耗散探针技术,对亚热带岩溶区次生林内的常绿树种女贞(***)和落叶树种刺槐(***)的树干液流进行了连续监测... 详细信息

植物蒸腾是水循环的重要组成部分,为了解亚热带岩溶区树木的蒸腾耗水情况,探究气候和水文地质条件对植物蒸腾的影响,运用Granier热耗散探针技术,对亚热带岩溶区次生林内的常绿树种女贞(***)和落叶树种刺槐(***)的树干液流进行了连续监测,并同步监测了气象因子及土壤含水率(SMC),探讨在不同时间尺度下两种生活型树种的蒸腾特征及其对环境因子的响应。结果表明:(1)在季节尺度下,影响两树种整树蒸腾量(ET)的主要因子为太阳辐射强度(Rs)、气温(T)和水汽压亏缺(VPD);女贞蒸腾量(ET_(R))表现为夏季(1.29 kg/h)>春季(0.57 kg/h)>冬季(0.15 kg/h)>秋季(0.13 kg/h),刺槐蒸腾量(ET_(R))表现为夏季(0.90 kg/h)>春季(0.31 kg/h)>秋季(0.16 kg/h)>冬季(0.04 kg/h)。(2)在日尺度下,晴天两树种ET呈现出明显的单峰日变化,且主要影响因子均为T、VPD和Rs;但由于常绿和落叶树种的生理特征差异,降雨时ET_(R)受到抑制,而ET_(R)则显著提升。(3)从昼夜层面来看,两树种夜间蒸腾量不足日蒸腾总量的35%。在夜雨现象和树木生理特征的影响下,秋冬季夜间蒸腾量占比明显高于春夏季,刺槐的平均夜间蒸腾量及其占比(1.56 kg,24.1%)高于女贞(1.08 kg,13.9%)。

关键词：亚热带岩溶区常绿树种落叶树种整树蒸腾量环境因子

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典型岩溶槽谷区土壤水和地下水氢氧稳定同位素对隧道建设的响应

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地球科学 2022年第2期47卷 717-728页

作者：邱菊蒋勇军吕同汝茆杨吴泽马丽娜汪啟容张彩云西南大学地理科学学院岩溶环境重庆市重点实验室重庆400715

隧道建设引起地下水流场改变,对区域水分运移过程造成严重影响.以重庆市中梁山岩溶槽谷为例,于2017年4月~2019年4月收集降水、土壤水、地下水和隧道排水,利用氢氧稳定同位素分析隧道影响区和非隧道影响区的土壤水和地下水运移过程,探索... 详细信息

隧道建设引起地下水流场改变,对区域水分运移过程造成严重影响.以重庆市中梁山岩溶槽谷为例,于2017年4月~2019年4月收集降水、土壤水、地下水和隧道排水,利用氢氧稳定同位素分析隧道影响区和非隧道影响区的土壤水和地下水运移过程,探索隧道建设对其产生的影响.结果表明:隧道影响区土壤水δ^(2)H和δ^(18)O变化幅度较非隧道影响区土壤水剧烈,地下水δ^(2)H和δ^(18)O变化幅度较非隧道影响区地下水更平稳;与非隧道影响区的土壤水和地下水相比,隧道影响区浅层土壤水δ^(2)H和δ^(18)O夏季偏重,深层土壤水δ^(2)H和δ^(18)O秋季偏重,浅层岩溶泉水δ^(2)H和δ^(18)O四季均偏重,地下河水δ^(2)H和δ^(18)O冬季偏重,其余季节各水体的δ^(2)H和δ^(18)O偏轻;隧道影响区和非隧道影响区水体平均滞留时间和"新水"比例差异从土壤水到地下水逐渐减小,隧道影响区土壤水滞留时间较非隧道影响区土壤水少25.4 d,"新水"比例高13.5%,地下水滞留时间少16.1 d,"新水"比例高3.4%.隧道建设一定程度上加快了隧道影响区水分运移速度,造成土壤层中滞留水分减少,水分混合作用减弱,导致地下水混合作用更加显著.

关键词：氢氧稳定同位素水分运移隧道建设岩溶槽谷区水文地质

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岩溶区地下河多环芳烃多年变化及其对大气污染物响应特征

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环境污染与防治 2022年第7期44卷 895-899,906页

作者：李晓丽孙玉川胡雨晴茆杨曹敏袁道先西南大学地理科学学院岩溶环境重庆市重点实验室重庆400715 中国地质科学院岩溶地质研究所自然资源部/广西壮族自治区岩溶动力学重点实验室广西桂林541004

于2012年9月至2016年1月对重庆老龙洞地下河出口进行连续取样监测,运用气相色谱—质谱联用仪(GC/MS)测定水样中的16种优先控制多环芳烃(PAHs)含量,利用主成分分析法解析PAHs来源,对PAHs浓度与研究区大气污染物(细颗粒物(PM_(2.5))、可... 详细信息

于2012年9月至2016年1月对重庆老龙洞地下河出口进行连续取样监测,运用气相色谱—质谱联用仪(GC/MS)测定水样中的16种优先控制多环芳烃(PAHs)含量,利用主成分分析法解析PAHs来源,对PAHs浓度与研究区大气污染物(细颗粒物(PM_(2.5))、可吸入颗粒物(PM_(10))、NO_(2)、SO_(2)、CO、O_(3))相关性进行分析。结果表明,老龙洞地下河中16种PAHs除苯并[b]荧蒽(BbF)、苯并[k]荧蒽(BkF)、苯并[a]芘(BaP)、茚并[1,2,3-cd]芘(InP)未检出外,其他12种PAHs均有检出,PAHs总质量浓度在56~8089 ng/L,平均值为852 ng/L,高于其他岩溶区地下水;老龙洞地下河中PAHs主要由低环(2、3环)PAHs组成,高环(5、6环)PAHs仅在少数几个月份中有检出,在短时强降雨多发的月份,中、高环PAHs占比明显增大;煤炭燃烧是PAHs的主要污染源,但2014年4月至2016年1月煤炭燃烧贡献低于2012年9月至2013年11月的贡献,而来自交通及石油的贡献则相对增加;PAHs与大气污染物之间相关性较弱,两者浓度变化趋势在冬季相同,在夏季则相反,地下河PAHs并不能及时响应大气污染物浓度变化,PAHs峰值出现时间比大气污染物峰值出现时间滞后约一个月。

关键词：岩溶地下河多环芳烃大气污染物污染源

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散粮带式输送机温度监控系统的设计及应用

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现代食品 2024年第18期30卷 15-19,23页

作者：戴亚茆长杨王康兴徐子锋连云港东粮码头有限公司江苏连云港222000

本文主要对散粮带式输送机安全运行的基本理论和设备管理进行了较为全面的介绍。主要目的是利用硬件和软件相结合的方式设计温度监控系统,从而为散粮流程线设备的管理、运行提供决策依据,保证码头作业的生产效率。

关键词：皮带机温度监测设备管理

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孢粉记录的重庆岩溶槽谷区700年来植被演替与喀斯特石漠化

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生态学报 2021年第9期41卷 3634-3644页

作者：汪啟容蒋勇军郝秀东乔伊娜张彩云马丽娜茆杨吕同汝邱菊西南大学地理科学学院岩溶环境重庆市重点实验室重庆400715 南宁师范大学北部湾环境演变与资源利用教育部重点实验室南宁530001 南宁师范大学广西地表过程与智能模拟重点实验室南宁530001

在精确AMS^(14)C测年的基础上,对采自重庆中梁山岩溶洼地的剖面样品进行了孢粉分析,并结合详细的历史文献资料,获取了该地区近700年以来的植被变迁与石漠化演化记录。结果显示:(1)1274—1553 cal a AD研究区周围主要分布以松属、柏科/... 详细信息

在精确AMS^(14)C测年的基础上,对采自重庆中梁山岩溶洼地的剖面样品进行了孢粉分析,并结合详细的历史文献资料,获取了该地区近700年以来的植被变迁与石漠化演化记录。结果显示:(1)1274—1553 cal a AD研究区周围主要分布以松属、柏科/杉科占优势的亚热带常绿针叶林,伴人植物花粉少量出现,人类活动相对较弱。(2)1553—1780 cal a AD,针叶树松属、柏科/杉科花粉含量下降,伴人植物花粉增多,指示研究区人类活动开始加强。(3)1780—1840 cal a AD,松属花粉含量急剧下降,灌木和伴人植物花粉急剧增加,指示该地区人类活动加剧,石漠化现象出现。(4)1840—2000 cal a AD,玉米花粉含量大幅度增加,表明人类活动更加强烈,石漠化现象进一步加剧。近700年来不断增加的人类活动是重庆地区植被退化、石漠化现象严重的重要因素。该研究结果对重庆岩溶地区的全面治理,恢复和重建自然生态环境具有重要的指示意义。

关键词：孢粉植被历史人类活动土地石漠化岩溶槽谷区

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基于多种模态分解重构的海面慢小目标检测方法

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雷达科学与技术 2025年

作者：茆禹王志刚金秋中国船舶集团有限公司第八研究院

在海杂波背景下，慢速小目标的检测一直是雷达信号处理中的难点之一。这类目标的时频域特征往往与海杂波的特征高度重叠，使得传统的检测方法难以有效区分目标和杂波。为了应对这一挑战，本文提出了一种基于多种模态分解重构的办法，通... 详细信息

在海杂波背景下，慢速小目标的检测一直是雷达信号处理中的难点之一。这类目标的时频域特征往往与海杂波的特征高度重叠，使得传统的检测方法难以有效区分目标和杂波。为了应对这一挑战，本文提出了一种基于多种模态分解重构的办法，通过变分模态分解与分数阶傅立叶变换对海杂波背景下的目标信号进行分解，并用能量熵和奇异值分解方法重构目标信号。实测数据验证了该方法在海杂波抑制方面的显著效果，表明其可以显著提升雷达在复杂海况中的小目标检测性能，为海杂波环境下的目标检测提供了新思路和技术手段。

关键词：海杂波慢小目标检测变分模态分解分数阶傅里叶变换能量熵奇异值分解

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岩石蠕变模型的二次开发

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价值工程 2025年第1期44卷 65-67页

作者：王宇茆苏徽三峡库区地质灾害教育部重点实验室宜昌443002 三峡大学土木与建筑学院宜昌443002 三峡大学防灾减灾湖北省重点实验室宜昌443002

岩石的非线性蠕变本构模型的二次开发是研究岩石非线性蠕变的重点。本文对前人建立的本构模型进行三维差分公式推导,将三维公式写入FLAC^(3D)软件,进行本构模型的二次开发;对比分析数值模拟和试验数据的拟合程度,验证模型的正确性。

关键词：岩石本构方程卸荷蠕变二次开发

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